镍与斯帕沙星结合

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1、镍-喹诺酮类药物的相互作用。镍(II)配合物的抗菌药物司帕沙星：结构和生 物特性单核镍(II)与第三代喹诺酮类药物司帕沙星抗菌剂在没有供体或氮做供体的杂 环配位体(1,10 邻二氮杂菲或2,2 联吡啶)的情况下已经合成并表征。 实验数据表明，司帕沙星作为双齿配体的质子通过协调酮和羧酸氧对Ni (II)离 子进行选折。通过X射线确定了邻菲罗啉和司帕沙星中的镍(II)的晶体结构。 解决方案记录的复合物的循环伏安曲线表明，在二甲基桠枫和 1 /2二甲基桠枫/ 缓冲液(用150Mm氯化钠和15mM柠檬酸三钠调节ph=7)有小牛胸腺DNA(CT DNA )的存在，可以通过嵌插结合模式绑定小牛胸腺DNA

2、(CT DNA)。 通过紫外研究复合物和小牛胸腺DNAD(CT DNA)的相互作用表明，复合物可以 绑定到CT DNA,并表现出最高的结合常数。用溴化乙锭(EB)的研究表明， 该复合物可以取代被DNA束缚的EB，这表明他们可以通过EB把DNA在强有 力的竞争结合位点插入。该复合物的抗菌活性通过三种不同的微生物进行了测 试，测试结果显示由复合物所提供的抑制作用与自由司帕沙星相比略有下降。复 合物对人类和牛血清白蛋白有着良好的结合倾向，具有较高的结合常数的值。1.引言自从1975 年发现脲酶是一种镍酶，镍在生物无机化学中的影响迅速扩大。 从那以后，取决于镍的酶的种类名单显著增长。此外，具有特征结构

3、的镍配合物 作为维生素类或具有抗菌，抗癌，抗惊厥，抗癫痫，抗菌及杀菌活性而被大量报 道。喹诺酮类或喹诺酮类羧酸最为一种抗菌剂能有效的抑制DNA的复制，通常 治疗多种疾病。喹诺酮类药物生物学特性及其金属配合物对不同微生物抗菌活 性，毒性和潜在的抗肿瘤活性的测试研究，一直聚集在如何与DNA相互作用。司帕沙星(Hsf)作为第三代喹诺酮类抗菌药物，主要用于慢性支气管炎和 后天获得性肺炎，由于其良好的药物利用率和较长的半衰期，使用的剂量允许每 日一次，这可能有助于改善疗法和成本效益。对文献的深入研究揭示了少数司帕 沙星金属配合物的结构特点。更具体的说，与小牛胸腺DNA相互作用的晶体结 构，Cu (sf)

4、 2和Ni (sf) 2 (py) 2的抗菌活性以及配合物Cu2(sf)4和 Cu(Hsf)(phe n)-(H2O)2+的晶体结构和抑制性能已被报道。在此，我们报道了新型中性单核镍(II)与第三代喹诺酮类抗菌药司帕沙星 在不存在(Ni(sf)2-(H2O)2或者存在(Ni(sf),N,N0-do nor)和杂环供体邻二氮杂菲或 双吡啶的合成，结构表征，电化学和生物学特性。复杂的Ni (sf) 2 (phen)结 构已经被X射线确定。通过该复合物对三种微生物的生物活性进行评估确定了 最低抑菌浓度(MIC)。通过紫外光谱和循环伏安法对复合物与小牛胸腺DNA 的结合特性进行了研究。复合物与 EB

5、竞争性结合，采用最广泛的插层剂和荧光 探针的探针在研究CT DNA与复合物的相互作用中使用，以便研究潜在的插入 结合模式。司帕沙星和人和牛血清白蛋白相类似，采用荧光光谱研究了药物在人 体中运输蛋白质的作用。2. 实验2.1 原料司帕沙星，CT DNA，HAS，BSA和EB均购自Sigma，氯化钠和所用溶剂 购自 Merck，柠檬酸三钠盐购自 Riedel-de Haen，NiCl2 6H2O、bipy、phen 和 KOH购自Aldrich Co。所有的化学药品和溶剂均是试剂级并可以购买到。四乙 基高氯酸盐（TEAP）购自Carlo Erba，在使用前要用乙醇进行两次重结晶并在 真空下干燥。D

6、NA原液由CT DNA稀释（用150Mm氯化钠和15mM柠檬酸三钠调节 ph=7）其次是在4C下彻底搅拌3天，在4C下保持不超过一个星期。CT DNA 原液在260和280nm处的紫外吸收比值为1.89,这表明了 DNA足够摒除蛋白 质的污染。在1： 20稀释后，DNA在260nm处的紫外吸收强度为e=6600micm2.2 配合物的合成2.2.1 Ni(sf)2(H2O)2 化合物 10.4mmol (157mg)司帕沙星和0.4mmol (22mg)氢氧化钾溶于15ml甲 醇中与含0.2mmol (48mg) NiCl26H2O的10ml甲醇溶液混合加热回流1小时。 混合溶液通过过滤来减慢

7、蒸发速度2 。几2 天后出现了浅绿色微晶产品，收集过滤并 用甲醇洗涤，然后干燥。产量；115 mg,65%.Anal.Calcd.for Ni(sf)2(H2O) 2 (C38H46N8O8F4Ni)(MW=877.54):C 52.01,H 5.28,N12.77;IR: v/cmiv (O-H)w,3422(m(medium);m(C=O). T,1630(vs(very strong);maxketv asym(CO2),1600(vs); v sym(CO2),1380(vs);D=v asym(CO2)-v sym(CO2): 220(KBr dis.);UV-visible(UV-

8、vis):入 /nm( /M一1cm一1)as Nujol mull:787,633,476(sh(shoulder), 401(sh),327,290;in dmso:783(8),650(15),463(sh)(35), 399(sh)(410), 332(1600),306(7900)， 283(5400)。复合物可以溶解在二甲基亚砜和二甲基甲酰胺，不分溶解在乙醇和水中且是非电 解质。2.2.2 Ni(sf)2(phen)2MeOH,2 2MeOHNi(sf)2(phen) 化合物 20.4mmol (157mg)司帕沙星溶解在15ml甲醇中，然后缓慢的加入0.4mmol(22mg)氢氧

9、化钾同时加入0.2mmol (36mg)的菲罗啉甲醇溶液最后得到 0.2mmol (48mg) NiCl2 6H2O的甲醇溶液10ml。解决的办法是缓慢蒸发。沉积 数日后用X射线可以测得绿色晶体Ni(sf)2(phen)2MeOH的结构。产量:150mg, 70%.Anal.Calcd.forNi(sf)2(phen)2MeOH(C52H58F4N10O8Ni)(MW=1085.80): C 57.52,H 5.38,N 12.90;found C 57.91,H 5.31,N 12.73.IR: v mAx/cmi v (C=O).et:1646(vs); v as(CO2):1605(vs

10、); v sym(CO2):1375(vs);& =v a sym(C02)-V sym(CO2):230 Cm1(KBr dis.);UV-vis：./nm(e/M-1cm-1)aS Nujol mull:780,615,465(sh),405(sh),319,283 (sh);in dmso:782(7),616(15), 461(sh)(40),407(sh)(200),335(1560),306(sh)(15100),280(11200).复合物在二 甲基桠枫和二甲基酰胺溶液中试非电解质。2.2.3. Ni(sf)2(bipy) 化合物 3化合物3的制备：含0.4mM (157mg)司

11、帕沙星的15ml甲醇溶液，0.4mmol(22mg)氢氧化钾，0.2mmol (31mg)的双吡啶甲醇溶液，0.2mmol (48mg)NiCl2 6H2O的甲醇溶液10ml。绿色微晶产品在数日后收集。Yield:130 mg,65%.Anal.Calcd.for Ni(sf)2(bipy)(C48H50F4N10O6Ni)(MW=997.69):C 57.79,H 5.05,N 14.04;found C 57.90,H 5.18,N 13.83.IR: v max/cm m(C=O).et 1647(vs); v asym(CO2):1601(vs); v sym(CO2):1376(vs

12、);6 =v asym(CO2)-v sym(CO2):225(KBr disk);UV-vis:入 /nm( /M-icm-i)as Nujol mull:776,603,471,404(sh),328(sh),305(sh),282;in dmso:779(sh)(7),612(18),468(sh)(30),395(sh)(330),327(sh)(4700),304(9900), 281(sh)(5800) 复合物在二甲基桠枫和二甲基酰胺溶液中试非电解质。2.3 物理仪表的测量结果红外光谱(4004000cm-1)被记录在示波器上，FT-IR6700型分光计，样品 制备时与溴化钾一起做

13、压片。采用日立 U-2001 双光束分光光度计可以测量溶液 的浓度范围是105-103M。采用Perkin-Elmer 240B元素分析仪多C,H,N进行 了分析。分子电导率的测量通过Crison Basic 30电导计进行。循环伏安法采用 Eco chemie Autolab 电化学分析仪，实验在 30ml 三电极的电解池中完成。工作 电极为铂盘，一个单独的单层铂电极作为抵消电极， Ag/AgCl 与饱和的 Kcl 作为 参比电极。复合物的循环伏安图记录了 0.4mM 二甲基亚砜和 0.2mM 缓冲溶液 在v =100 mV s1，四乙铵高氯酸盐和缓冲液分别作电解质。以前通过饱和水蒸 气做溶

14、剂用纯净的氮气来去除溶液中的氧。所有的电化学测试均是在 25.0 0.2C。24 X 射线晶体结构的测定 从甲醇中缓慢的结晶出化合物 2 绿色柱状晶体。直接从母液中提取近似规格为 0.30*0.30*0.50mm的蓝色晶体并迅速冷却至93C。采用石墨单色a衍射计测量 结果绘制了 Rigaku R-AXIS SPIDER图。数据收集(X扫描)和加工(精细改 善，数据压缩和经验校正)均采用 CrystalClear 程序进行。使用 SHELXS-97 可 以直接解得化合物 2 晶体结构，使用 F2 代技术和 SHELXL-97 可以解得精细结 构。进一步的晶体详细资料有：20 max=130；反射

15、收集/独特/使用 /46433/4685Rint=0.0327/4685； 467 精细参数(6 /z )max=0.004(p )max/(p )min=0.269/-0.478e/入 3;R1/wR2(for all data),0.0411/0.1104.由氢原子分别位于不同的位置并细化各向异性。除了在计 算其中的甲基位置时引入原子键群体。所有非氢原子进行了改进各向异性(见表 1)。2.5 DNA 结合的研究司帕沙星和复合物 1-3 与 CT DNA 的相互作用进行了紫外光谱研究，以探讨其 与 CT DNA 可能的结合模式，计算结合常数。在紫外滴定实验中，存在于 CT DNA 的每一个化

16、合物的光谱记录作为CT DNA浓度的常数，不同复合物/CT DNA混 合浓度比。结合常数Kb,使用紫外光谱确定不同CT DNA浓度结合的化合物。 结合常数可以通过CT DNA的浓度的增加而改变相应的吸光度，截距为DNA / +1 /Kb ( b f) o DNA为碱基对中DNA的浓度， A=A bd/化合物浓度, f为自由化合物的消光系数， b为充分结合的化合物的消光系数。fbCT DNA和三种化合物的相互反应已经在循环伏案法(0.4Mm二甲基亚砜：缓 冲液=1:2)被检测到改变，加入不同 CT DNA 的浓度。缓冲液也被用来作为电 解质的支撑和循环伏安法在v =100 mV s1处记录。各个化合物包括溴化乙锭竞争已经通过紫外光谱进行了研究以便找到可以替代 EB 的化合物。通过在缓冲液(150mMNaCL和15Mmm柠檬酸钠,ph